内容正文:
第二章
章末检测
1.B 解析:由题意,当x>0时,f=x2+2x,则f=3,又函数f是定义在R上的奇函数,所以f=-f=-3.
2.D 解析:由图象可知函数为奇函数,而选项B的函数很显然是偶函数,所以B错误;
而选项A中,f=≠-f,所以A错误;
由图象可知该函数的定义域为R,而选项C中x≠-1,所以C错误;故选D.
3.D 解析:已知f是定义在R上的偶函数,则f=f,又对任意x1,x2∈,且x1≠x2,都有<0,
所以函数在上单调递减,则由偶函数性质可知函数f在上单调递增,
又f=0,所以f=f=0,
根据函数f的单调性可知f>0等价为
或即或
解得x>2或-2<x<1,
即不等式的解集为∪.
故选D.
4.B 解析:∵函数f在R上单调递减,
当x≤1时,f=x2-ax+5单调递减,
∴≥1,解得a≥2;
当x>1时,f=单调递减,
∴a>0.
又函数f在R上单调递减,
∴1-a+5≥a,解得a≤3,
综上所述,实数a的取值范围是[2,3].故选B.
5.C 解析:对于75 ℃物体冷却的情况,代入公式θ=θ0+e-kt,得50=25+e-2k,即25=50e-2k,化简得e-2k=.
取自然对数得-2k=-ln 2,解得k=.
对于68 ℃物体冷却的情况,代入公式得
32=20+,
即12=48,化简得=.
取自然对数得-·t=-2ln 2,解得t=4.故选C.
6.C 解析:令u=x2-ax,y=log2u,
因为函数f=log2在区间上单调递增,
外层函数y=log2u在上为增函数,所以内层函数u=x2-ax在上为增函数,
所以≤1,解得a≤2,
又对任意的x∈,x2-ax>0恒成立,可得a<x,
故a<1,
综上所述,a<1.故选C.
7.D 解析:因为f=+3x-3-x=5-+3x-3-x,其定义域为,
令h=-+3x-3-x,
则h=-+3-x-3x=-=-h,
所以函数h=-+3x-3-x为奇函数,图象关于原点对称,故f的图象关于对称,因为g+g=10,则g的图象也关于对称,
所以f与g图象的交点也关于点对称,
若函数y=f与y=g的图象有四个交点,分别为,,,,
不妨设x1<x2<x3<x4,则==0,==5,
则x1+x4=x2+x3=0,y1+y4=y2+y3=10,
则所有交点的横、纵坐标之和为x1+x2+x3+x4+=0+10+10=20.故选D.
8.C 解析:令f=t,有1-m2+2mt=t2,即=0,
解得t1=m-1或t2=m+1,
作出f的图象,如图所示,
∵方程1-m2+2mf(x)=有且仅有5个不同实数根,
∴由图得或
解得或
则1<m<2.故选C.
9.ABC 解析:由x2-9≠0,解得x≠±3,所以f的定义域是.
f===f,所以函数f是偶函数,其图象关于y轴对称,A选项正确.
当x>3时,f==,
所以函数f在上单调递减,B选项正确.
当-3<x<0时,f==-,
所以函数f在上单调递增,
f==-.
当0<x<3时,f==
所以函数f在上单调递减,
所以当x∈时, 函数f有最大值f=-,C选项正确.
由上述分析可知,当x>3或0<x<3时,f=≠0,
而函数f是偶函数,所以当x<-3或-3<x<0时,f≠0也成立,
所以f的值域不是R,D选项错误.故选ABC.
10.BCD 解析:函数f,g分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且满足f+g=ex可得f+g=e-x,即f-g=e-x,与f+g=ex联立,
可得f(x)=,g(x)=,f=,
2fg=2××=,所以f≠2fg,A选项错误;
-=-==-1,故B选项正确;
函数g(x)=是定义在R上的奇函数,且在R上单调递增,
若g+g>0,则g>-g=g,有t-2>-2t,所以t>,C选项正确.
令f(x)==m,设ex=t,t∈,e-x=,y=≥1,当且仅当t=1即x=0时,取最小值为1,
所以方程f=m有两个不相等的实数根,则m>1,D选项正确.故选BCD.
11.BCD 解析:由f-g=5,用x+4代入x,得f-g=5,
又f+g=3,两式相加得f+f=8,
由f是偶函数,得f=f,代入上式,得f+f=8,
可得f+f=8,所以f=f,即f=f,
因为f=f,则f=f,
所以f=f,所以f为偶函数,A选项错误;
由f-g=5,得f-g=5,
又f+g=3,
两式相减得g+g=-2,
所以g+g=-2,因此g=g,即4是g的一个周期,B选项正确;
由f+g=3,可得g=1,所以g=g=1,
由f-g=5可得g=-3,所以g=g=-3,
由f+g=3,f-g=5,可得g=g=-1,
由f+g=3,f-g=5,可得g=-1.
所以g=6×+=-28,C选项正确;
由上面推导可知f=f,
因为奇数的平方可表示为=4k2-4k+1,k∈Z,所以奇数的平方除以4的余数为1,
同理可得,偶数的平方除以4的余数为0,
所以f=f=f=4,故D选项正确.
故选BCD.
12. 解析:由题意得解得≤x<1,
则其定义域为.故答案为:.
13. 解析:由题意,函数g=在上为减函数,可得≤g≤1,
即函数g的值域为集合B=,
又由函数f=ax+2(a>0)在区间 上单调递增,可得-a+2≤f≤2a+2,
即函数f的值域构成集合A=[-a+2,2a+2],
又∃x1∈,∀x2∈,使f=g成立,即 B⊆A,
则满足解得 a≥, 即实数a的取值范围是.故答案为:.
14.- 解析:由f+f=0可得f+f=0,可知f的图象关于点对称,
由f为偶函数,可得f=f,可知f的图象关于直线x=2对称,
由⇒f=-f⇒f=-f=f,
所以4为函数f的一个周期.注意到f+f=0,f+f=0,
则f+f=0,f+f=0,f+f=0,f+f=0,f+f=0,f+f=0,f=f=f=f=f=0,从而f+f+…+f+f=0.
注意到2 025=16×126+9,则f=f+f+…+f=f=f=-f=-.故答案为:-.
15.解 (1)函数f的图象,如图所示.
由图象可得,函数f的单调递减区间为(-∞,-1],[0,1].
(2)设x>0,则-x<0,
因为函数f是定义在R上的偶函数,且当x≤0时,f=x2+2x,可得f=f=(-x)2+2(-x)=x2-2x,
所以函数f的解析式为f=
(3)关于x的方程y=f-k有且仅有4个不同的零点,即方程f-k=0有且仅有4个不同的实数根,
即函数y=f与y=k的图象有4个不同的交点,
结合图象知,当k∈(-1,0)时,此时函数y=f与y=k的图象有4个不同的交点,
所以实数k的取值范围为(-1,0).
16.解 (1)因为f=是定义在R上的奇函数,
所以f==0,
解得a=-1,f==1-,
任取x1,x2∈R且x1<x2,
则f-f=1--=-=,
因为x1<x2,所以-<0且+1>0,+1>0,
所以f-f<0,即f<f,
所以函数f在R上是增函数;
(2)因为不等式f+f<0恒成立,f为奇函数,
所以f<-f=f恒成立,
由函数f在R上是增函数,所以t2-2t<1-2t2,
即3t2-2t-1<0⇒<0⇒-<t<1,
所以实数t的取值范围为;
(3)当x≠0时,函数g满足f·=2x-2-x,
将f=代入,得g=2x+2-x,
又不等式g≥m·g-10恒成立,
即-2≥m·-10恒成立,
即m≤+恒成立,
设t=2x+2-x,则t>2,即m≤t+,t>2恒成立,
由均值不等式可得:当t=2时,t+取最小值4,
故m≤4,即实数m的最大值为4.
17.解 (1)选择③,理由如下:
对于①,y=ax2-6ax在x=6时,函数值为y=0,与表格中数据(6,6)不符,故不符合.
对于②, y=klog2x+b(k<0)在定义域内单调递减,不符合表中数据递增,故不符合.
对于③,代入和,得
解得
所以y=-2,代入第一个点,第二个点刚好符合.
故选③.
(2)当6<x≤18时,代入,两点,
解得所以y=
所以注射1 mL该药品,其浓度为y=
当0≤x≤6时,2≤-2,解得4≤x≤6;
当6<x≤18时,2≤9-,解得6<x≤14.
所以一次注射1 mL该药品,则药物有效时间可达14-4=10小时.
(3)①设从第一次注射起,经x(10≤x≤16)小时后,
其浓度g(x)=9-+a
=+-2a,
因为+-2a≥2-2a=4-2a,
当=,即x=18-4时,等号成立.
所以
因为2a-4+2≤0⇒≤2,
解得a≥3-2.
②设从第一次注射起,经x(16≤x≤18)小时后,
其浓度g(x)=9-+a=-·x+14a+9,为减函数.
所以g(x)的最小值为g(18)=5a≥2,a≥0.4.
因为0.4≥3-2,所以a≥0.4,
答:要使随后的8小时内药品能够持续有效治疗,a的最小值为0.4.
18.解 (1)由在R上的函数f的图象关于点中心对称,且f+f=2,
则f+f=2,f+f=2,∴f=1,
∵f=4,∴f=2-f=2-4=-2,
∴f=-2,f=1.
(2)若g=-x2为中心对称函数,
则在定义域内有g+g=2n恒成立.
g+g
=-+-
=+2mx2-2m2-2x2,
根据中心对称函数的定义有+2mx2-2m2-2x2=2n,整理得:x2+=0,
为了使等式对所有x成立,系数必须分别等于零:
解得
∴g=-x2是中心对称图形,且对称中心是.
(3)由(2)知,g+g=-;g=-,
∴S=g+g+…+g+g+g+g+g+…+g+g
=[g+g]+[g+g]+…+[g+g]+[g+g]+g
=·g=·=-.
经检验,当k=1时,满足上式;当k=2时,满足上式,所以S=-.
19.解:(1)当x≥0时,-x2+1-=x4-x2+1=+>0,即g≥f,
当x<0时,令≥-x2+1,可得x+1≤-x3+x,即x3≤-1,解得x≤-1,所以当x≤-1时,f≥g;
当-1<x<0时,g≥f,
所以h=max=
当x≤-1时,h==1+,可得h在单调递减;
当x>-1时,函数h=-x2+1,可得函数h在上单调递减,在上单调递增,
综上可得:函数h的单调递减区间为和,单调递增区间为.
(2)(i)当x≤-1时,令=ax+1,可得x2=;
当x>-1时,令-x2+1=ax+1,可得x2+ax=0,解得x=0或x=-a,
因为关于x的方程h=ax+1有三个不同的实根,则满足解得0<a<1,
所以a的取值范围为(0,1).
(ii)由(i)可知x1=-,x2=-a,x3=0,
令M=max,
所以M≥+b=+b,M≥-b=4a-b,
可得2M≥+b+-b=+4a≥2=4,
当且仅当a=∈时,等号成立,所以max的最小值为2.
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第二章
章末检测
(考试时间:120分钟 总分:150分)
一、单选题
1.已知函数 f是定义在R上的奇函数,且当 x>0 时, f=x2+2x ,则 f= ( )
A.3 B.-3 C.1 D.-1
2.已知函数 f的部分图象如图所示,则函数 f的解析式可能为 ( )
A.f= B.f=
C.f= D.f=
3.已知函数 f是定义在R上的偶函数,对任意 x1,x2∈(-∞,0] ,且 x1≠x2 ,有 <0 ,若 f=0 ,则不等式 f>0 的解集是 ( )
A.∪
B.
C.∪
D.∪
4.已知函数 f=在R上单调递减,则实数 a 的取值范围是 ( )
A.0≤a≤3 B.2≤a≤3 C.a≥2 D.a>0
5.把物体放在冷空气中冷却,如果物体原来的温度是 θ1 ℃,空气的温度是 θ0 ℃,那么 t min 后物体的温度 θ (单位: ℃)可由公式 θ=θ0+e-kt 求得,其中 k 为正常数.现有 75 ℃的物体,放在 25 ℃的空气中冷却, 2 min以后物体的温度降为 50 ℃. 若将 68 ℃的物体放在 20 ℃的空气中冷却,则物体温度降为 32 ℃所需要的冷却时间为 ( )
A.2 min B.3 min C.4 min D.6 min
6.设函数 f=log2在区间 上单调递增,则实数 a 的取值范围是 ( )
A.a≤2 B.a<2 C.a<1 D.a≤1
7.已知函数 f=+3x-3-x ,定义域为R的函数 g满足 g+g=10 ,若函数 y=f与 y=g的图象有四个交点,分别为 ,,,,则所有交点的横、纵坐标之和为 ( )
A.0 B.5 C.10 D.20
8.已知函数 f=若方程 1-m2+2mf= 有且仅有 5 个不同实数根,则实数 m 的取值范围是 ( )
A. B.
C. D.[1,2)
二、多选题
9.已知函数 f=,则下列说法正确的是 ( )
A.f的图象关于 y 轴对称
B.f在 上单调递减
C.当 x∈时, f有最大值
D.f的值域为 R
10.已知 f,g分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且 f+g=ex ,则下列说法正确的有 ( )
A.f=2fg
B.-=-1
C.若 g+g>0 ,则 t>
D.方程 f=m 有两个不相等的实数根,则 m>1
11.已知函数 f,g的定义域均为R,且 f+g=3,f-g=5. 若 f是偶函数, f=2 ,则 ( )
A.f是奇函数
B.4 是 g的一个周期
C.g=-28
D.f=4
三、填空题
12.函数 y=+ln的定义域是 .
13.已知函数 f=ax+2,g=,若 ∃x1∈,∀x2∈,使 f=g成立,则实数 a 的取值范围是 .
14.黎曼函数是由德国数学家波恩哈德·黎曼发现并提出的, 其在高等数学中有着广泛的应用.黎曼函数定义在 上,其解析式为 R=若定义在R上的函数 f满足 f+f=0,且 f为偶函数,当 x∈[0,1) 时, f=R, 则 f= .
四、解答题
15.已知函数 f是定义在R上的偶函数,且当 x≤0 时, f=x2+2x.
(1)已知函数 f的部分图象如图所示,请将图象补充完整,并写出函数 f的单调递减区间;
(2)求函数 f的解析式;
(3)若关于x的函数 y=f-k 有且只有4个不同的零点,求实数k的取值范围.(只需写出结论)
16.已知 f=是定义在R上的奇函数.
(1)求实数a的值,求证:函数 f在R上是增函数;
(2)若不等式 f+f<0 成立,求实数 t 的取值范围;
(3)函数 g满足 f·=2x-2-x ,若对任意 x∈R且 x≠0 ,不等式 g≥m·g-10 恒成立, 求实数 m 的最大值.
17.某药品可用于治疗某种疾病,经检测知每注射1 mL 药品,从注射时间起血药浓度 y (单位:μg/mL) 与药品在体内时间 x (单位:h) 的关系如下:
x
2
3
4
6
7
9
y
0.67
1.2
2
6
5.5
4.5
已知当 0≤x≤6 时,血药浓度 y (单位: μg/mL)与药品在体内时间 x (单位:h)的关系服从下列三个函数模型中的一个: ①y=ax2-6ax;②y=klog2x+b;③y=-2.当 6<x≤18 时, y 与 x 的关系满足 y=kx+b. 当血药浓度不低于 2 ug/mL时才能起到有效治疗的作用,每次注射药品不超过 2 mL.
(1)选择合适的函数模型,作为 0≤x≤6 时 y 与 x 的关系式,并说明理由;
(2)求出 0≤x≤18 时 y 与 x 的关系式,并计算注射1 mL 药品时能达到的有效治疗时长;
(3)若注射 t mL药品,则从注射时间起血药浓度为 ty;若多次注射,则某一时刻体内血药浓度为每次注射后相应时刻血药浓度之和.已知病人第一次注射 1 mL药品,10 h之后又注射 a mL药品,要使随后的 8 h内药品能够持续有效治疗,求 a 的最小值.
18.若函数 f的定义域为D,∀x∈D 都有 f+f=2n,则称函数 f为中心对称函数, 其中为函数 f的对称中心.
(1)已知定义在R上的函数 f的图象关于点 中心对称,则有 f+f=2 ,当 f=4 时,求 f,f的值;
(2)探究函数 g=-x2 是否为中心对称函数.若是,请求出对称中心并用定义证明; 若否,请说明理由.
(3)运用第(2)问的结论,求:
S=g+g+…+g+g+g+g+g+…+g+g的值,其中 k∈N+
19.定义 max{m,n}=已知函数 f=g=-x2+1,h=max{f,g}.
(1)求函数h的单调区间.
(2)已知 x1,x2,x3是关于 x 的方程 h=ax+1 的三个不同的实根.
i.求实数a的取值范围;
ii.已知 b∈R,求 max{+b,-b}的最小值.
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